Physik für Chemie & UWI
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Prof. Dr. Matthias Wollenhaupt
Carl von Ossietzky Universität Oldenburg
Fakultät V - Institut für Physik
Carl-Von-Ossietzky-Str. 9-11
D-26129 Oldenburg
Germany
Tel.: +49-441-798-3482
Raum: W2-1-101
matthias.wollenhaupt@uol.de
Physik für Chemie & UWI
Physik für Studierende der Chemie und Umweltwissenschaften
Im Wintersemester werden die Themen Mechanik, Elektrodynamik und Thermodynamik behandelt. Im Sommersemester behandelt die Vorlesung die Bereich Optik, Atom- und Molekülphysik sowie Festkörperphysik.
Optik
Folgende Themenschwerpunkte gibt es im Bereich Optik:
- Hohlspiegel und Parabolspiegel
- Bildkonstruktion
- reelle und virtuelle Bilder
- Abbildung und Abbildungsgleichungen
- Lichtgeschwindigkeit
- Brechungsgesetz
- chromatische Dispersion und Prismen
- Totalreflexion
- Mie- und Rayleigh Streuung
- Bildkonstruktion: Auge und Mikroskop
- Abbildungsfehler
- Polarisation und Doppelbrechung
- Licht als Welle, Wellengleichung
- Phasenverschiebung und Reflexion
- Huygens Elementarwellen, Wellenfronten
- Interferenz, Vorkommen in Natur und Technik
- Interferometer
- Einfach- und Doppelspalt sowie Gitter
- Spektrometer und Auflösungsvermögen
Atom- und Molekülphysik
Folgende Themenschwerpunkte werden im Bereich Atom- und Molekülphysik behandelt:
- Wasserstoffspektren
- Bohrsches Atommodell
- Absorption und Emission von Licht
- Schwarzkörperstrahlung und Planck’sche Strahlungsformel
- Photoeffekt
- Impuls und Spin von Photonen
- Comptoneffekt
- Elektronenbeugung
- Teilcheninterferenz
- Wellenfunktionen, Wellenpakete und Wahrscheinlichkeitsdichte
- Schrödingergleichung
- Heisenberg’sche Unschärferelation
- Licht- und Materiewellenpakete
- Phasen- und Gruppengeschwindigkeit
- Ungebundene Zustände (freies Teilchen)
- Potentiale: Stufe, Tunnelbarriere, Kasten, harmonisches und Coulomb-Potential
- Schrödingergleichung für Wasserstoff
- Radial- und Kugelflächenfunktionen
- Drehimpuls des Elektrons und Zeeman-Effekt
- Spin des Elektrons und Stern-Gerlach Experiment
- Feinstruktur- und Hyperfeinstrukturaufspaltung
- Pauliprinzip, Fermionen und Bosonen
- Gesamtdrehimpuls und Termschema
- Helium: Singulett und Triplett
- Hund’sche Regeln
- Periodensystem der Elemente
- Atomkern: Größe und Bindungsenergie
- Nuklidkarte und radioaktive Zerfälle
- Näherungsverfahren für Moleküle: LCAO und Heitler-London
- Born-Oppenheimer-Näherung
- Molekülorbitale und Hybridisierung
- Bindungstypen
- Molekülrotation und -vibration, Franck-Condon Prinzip
- Green Flourescence Protein (GFP)
Festkörperphysik
Abschließend wird ein kompakter Überblick über die folgenden Themen der Festkörperphysik gegeben:
- Bindungen in Festkörpern
- Reziproker Raum (k-Raum)
- Zustandsdichte in Festkörpern
- Bandstrukturen: Metalle, Halbleiter und Isolatoren
- Anwendungen für Halbleiter
- Bravais Gitter und Kristallstrukturen, Netzebenen und Miller-Indizes
- Strukturbestimmung für Kristalle
- Gitterschwingungen